任万兴,郭 庆,王德明,左兵召

(1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221008)

煤矿降尘泡沫喷头的设计与优化

任万兴1,2,郭 庆1,王德明1,2,左兵召1

(1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221008)

为了得到适用于煤矿降尘的泡沫喷头最优结构参数,在阐述泡沫喷头设计原理的基础上,定义了泡沫的压缩系数,导出了泡沫体积与压力之间的函数关系式。由关系式可知,泡沫的体积在输送管道的出口处会发生膨胀,在管道出口的两侧对称设置豁口,泡沫将会沿着豁口方向发生对称膨胀而呈扇形扩散。根据此原理,设计了泡沫喷头的内部结构,理论上计算出了泡沫喷头的关键结构参数。在实验室构建了实验系统,对泡沫喷头的结构参数进行了一系列的优化实验,最终确定了最佳尺寸,并对加工出来的喷头进行了模拟喷洒实验与实际应用。结果表明该喷头具有流量大、喷射距离远、分散均匀、扩散范围广的特点,且其喷出的泡沫能够有效地覆盖产尘点,降尘效率高,能够满足煤矿井下采掘工作面降尘的需要。

降尘;泡沫;喷头;粉尘

Key words:dust control;foam;nozzle;dust

粉尘是煤矿生产中的主要灾害之一,不仅会导致矿工身患尘肺病,而且会发生爆炸,导致重大事故的发生,给矿工、企业和国家带来了巨大的灾难和损失[1-2]。为了防治粉尘,国内外广泛采用煤层注水、喷雾降尘、除尘器除尘、通风除尘、化学抑尘等技术[3-6],这些技术对粉尘的治理虽然起到了一定的作用,但这些技术降尘效率不高,井下粉尘灾害依然严重。……